Probabilmente hai sentito parlare di virtuosi della musica con "altezza perfetta", ma cos'è l'altezza? E che dire del cantante d'opera che può cantare una nota così pura da rompere un bicchiere di cristallo? Tutti questi fenomeni sono legati alla frequenza delle onde sonore.
Onde sonore e frequenze
Le onde sonore sono vibrazioni in un mezzo, che possono essere percepite dall'orecchio umano. Le oscillazioni in un mezzo come l'aria si propagano dalla sorgente a te trasferendo la vibrazione ai timpani, che il tuo cervello interpreta come suono.
Un'onda è descritta dalla sualunghezza d'onda(la distanza tra i picchi d'onda), la sua velocità (quanto velocemente si propaga attraverso un mezzo) e la suafrequenza.
La frequenza di un'onda sonora è quante volte vibra al secondo, misurata in Hertz, dove 1 Hertz (Hz) = un ciclo al secondo (1/s). La lunghezza d'onda di un'onda sonora è la distanza tra due picchi d'onda consecutivi. In genere è misurato in unità di metri (m). La velocità di un'onda sonora,v, è direttamente correlato alla frequenzaflunghezza d'ondaλattraverso
v=\lambda f
In uno strumento musicale o nella tua casella vocale, le onde stazionarie creano suoni specifici o note musicali che corrispondono alla frequenza della vibrazione.
Definizione di pitch
In psicoacustica, ilintonazionedi un suono è essenzialmente una descrizione della frequenza del suono. Piazzole diverse corrispondono a frequenze diverse. Tono alto significa alta frequenza e passo basso significa bassa frequenza.
Il tono può anche essere descritto come la qualità di un suono che ti consente di etichettarlo come "più alto" o "più basso" per il tuo orecchio. Qualcuno con un'intonazione perfetta ha un orecchio così sintonizzato che può identificare esattamente una nota ascoltandola. Persone particolarmente talentuose possono persino suonare un intero brano musicale dopo averlo ascoltato una volta.
Colpire le note giuste
Come fa una cantante d'opera a rompere un bicchiere con la sua voce? Cantando una nota pura che si abbina alla naturale frequenza di vibrazione del bicchiere. Questo fa vibrare il vetro con ampiezza crescente fino a frantumarsi!
Potresti aver sentito i cantanti essere criticati e gli è stato detto che suonano "chiacchieroni". Ciò significa che non stanno colpendo le note nel modo giusto e alcune si appiattiscono (leggermente anche) basso di intonazione) e altri diesis (leggermente troppo alto di intonazione). In sostanza, "pitch" è la versione meno estrema di essere "off key" che significa non colpire nessuna delle note tutti.
Altre qualità del suono
Ci sono molti aspetti del suono che si potrebbe desiderare di descrivere. Uno dei più evidenti è ilvolume. Un modo comune di presentare il volume percepito del suono è usare la scala dei decibel (dB), dove l'intensità del suono è in decibel è:
\text{intensità in decibel}=10\log{\frac{I}{I_0}}
doveioè la potenza sonora per unità di superficie in watt per metro quadrato, eio0 = 10-12 W/m2 è considerata la soglia per l'udito umano.
La scala dei decibel è utile perché gli umani non percepiscono il volume in modo lineare. Cioè, un suono con il doppio dell'intensità può sembrare più del doppio più forte quando è iniziato in silenzio e meno del doppio se è già iniziato un po' forte. La scala dei decibel fornisce numeri più coerenti con le nostre percezioni.
Timbroè la qualità del suono percepita di una nota nella musica. Mentre potresti suonare la stessa nota su una chitarra come su un pianoforte, il tuo orecchio può dire la differenza. Quando la corda della chitarra viene pizzicata, producendo una data nota vibrando alla sua frequenza fondamentale, vibra simultaneamente anche ai valori armonici ma con un'ampiezza molto più piccola (inferiore volume).
Lo stesso accade quando si suona il tasto del pianoforte e le differenze nelle proprietà fisiche di questi strumenti si prestano a diverse combinazioni e relative intensità di armonici, consentendo di distinguere tra i due strumenti.